瓦斯抽采钻割一体化阀体转换技术研究

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在我国存在许多低透气性煤层,瓦斯抽采效率低,严重影响煤矿开采进度,采取增加煤层透气性和煤层卸压的技术措施对于提高瓦斯抽放效率、保障煤矿安全开采具有重要意义。实践证明高压水射流技术是进行煤层卸压增透的有效方法。本文以高压水射流切割理论为基础,研究了高压水射流在增加煤层渗透率和卸压中的应用。分析目前常用的高压水射流装备及其优缺点,提出一种较为简单的、可自动切换水流和风流的割缝阀体,本割缝阀体的作用是当打瓦斯抽放钻孔时不影响风力排渣;当钻进完成退钻时通入高压水流,割缝阀体自动转换为割缝工作状态进行水利割缝。应用Solidworks软件对阀体装置的实体部分进行设计,建立三维数学模型,运用静力学分析模块对设计进行模拟,测试零部件的刚度和强度,确保零部件有较高的安全系数,再通过流体分析软件对整个阀体内流场、割缝喷嘴、阀体内活动阀芯流场进行流体分析,本文选择四种活动阀芯进行分析,并优化选择,根据分析内容,研制了一套钻割一体化装备,进行了实验室试验,割缝阀体能够顺利进行风水自动切换。
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